一階有源低通濾波電路與最經典一階低通濾波器電路圖
2021-01-10 電子發燒友發表於 2017-07-24 20:03:30
信號通常會參雜很多幹擾信號，濾波是信號處理中的一個重要前提步驟，濾波電路又稱為濾波器，它的作用是儘可能減小脈動的直流電壓中的交流成分，保留其直流成分，使輸出電壓紋波係數降低，波形變得比較平滑。換句話說，凡是可以使信號中特定的頻率成分通過，而極大地衰減或抑制其他頻率成分的裝置或系統都稱之為濾波器。
僅由電阻、電容、電感這些無源元件組成的濾波電路稱為無源濾波器。如果濾波電路中含有有源元件，如集成運放等，則稱為有源濾波器。
而低通濾波器的基本電路特點是，只允許低於截止頻率的信號通過。 一階有源低通濾波電路是最簡單濾波電路， 一階有源低通濾波電路也是組成二階、高階有源低通濾波電路的最小單元。
一階有源低通濾波電路分析：A 
因為 Vs1 的周期大於 Vs2 ，所以最後輸出將 Vs2 濾去，並將原輸入放大，得到V0。
一階有源低通濾波電路分析：B見下圖1（a）所示電路為一階有源低通濾波電路。
圖1（a） 電路圖圖1（b） 頻幅特性
由RC電路可知
（1）
根據同相比例運算電路的運算關係，有=（1+），故濾波器的電壓傳遞函數為
（2）
令，即，上式可變為
（3）
當f=0時， ，其中為電路的通帶放大倍數。
當f=f0時，。
當f=∞時，。
其幅頻特性如圖1（b）所示。
一階低通Butterworth濾波電路下圖a和b是用運算放大器設計的兩種一階Butterworth濾波電路的電路。圖a是反相輸入一階低通濾波器，實際上就是一個積分電路，其分析方法與一階積分電路相同。
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為改善濾波效果，使f》fo時，信號衰減的更快，一般在圖1（a）所示的一階低通濾波器的基礎上再增加一級RC電路就構成二階有源低通濾波器，如圖2所示。
圖2（a） 電路圖圖1（b） 頻幅特性
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